一种ODS高温合金管的制备方法

摘要

一种ODS高温合金管的制备方法，它涉及ODS高温合金管的制备方法，本发明是要解决现有的制备核燃料包壳ODS合金管方法中工艺复杂、效率低和难于获得各种管径尺寸和壁厚的问题。本发明中一种ODS高温合金管的制备方法通过如下步骤来实现：一、清洗基管外表面；二、电子束物理气相沉积前的准备工作；三、沉积ODS高温合金管。采用本发明方法可以制备各种管径尺寸和壁厚的ODS高温合金管。本发明可应用于核能系统中超临界水堆的核燃料包壳材料的制备及其它高温环境下使用部件的制备。

主权项

一种ODS高温合金管的制备方法，其特征在于它是通过以下步骤实现的：一、清洗基管外表面：基管材质为陶瓷、金属或可溶性盐类，对于陶瓷和金属材质的基管，在超声功率为150W~200W的条件下，先用丙酮清洗10min～20min，然后再用无水乙醇清洗8min~12min，晾干后，安装在电子束物理气相沉积设备的固定基架上；对于可溶性盐类的基管，用电吹风将外表面附着的灰尘吹掉后，安装在电子束物理气相沉积设备内的固定基架上，其中电子束物理气相沉积设备制备的ODS高温合金管的外径尺寸为15mm～150mm，壁厚为0.1mm~8mm，长度小于500mm；二、电子束物理气相沉积前的准备工作：将合金锭料和氧化物粉末分别放入不同的坩埚中，然后对电子束物理气相沉积系统开始抽真空，在抽真空的同时，启动固定基架上的加热装置对基管进行加热，并启动固定基架上的转动装置使基管以1rpm~15rpm的速度转动，达到700℃~900℃时，停止升温，保持基管恒定于此温度，其中合金锭料的成分为铁基高温合金、镍基高温合金或钴基高温合金任一种，氧化物粉末为Y2O3粉末、Al2O3粉末或ZrO2粉末任一种，氧化物粉末颗粒尺寸为1μm~20μm，靶基距（坩埚到基管的距离）为100mm~600mm；三、沉积ODS高温合金管：继续对电子束物理气相沉积系统抽真空直到绝对真空度高于5×10‑2Pa时，调整转动装置使基管以1rpm~15rpm的速度转动，然后用不同束流密度的电子束同时加热合金锭料和氧化物粉末，使它们达到熔点并开始熔化，当合金锭料和氧化物粉末中熔池达到稳定状态后，打开挡板，开始蒸发，当ODS高温合金管的壁厚为0.1mm~8mm时，立即关闭电子束，拉上挡板，然后关闭固定基架上的加热装置，停止固定基架上的转动装置，关闭电子束物理气相沉积设备，完成ODS高温合金管的的制备，其中沉积过程中加热合金锭料的电子束与加热氧化物粉末的电子束的束流密度之比为（1.3~5）:1。